A2B(汽车音频总线)是ADI(AnalogDevices)公司推出的数字网络化技术。它专为连接车辆中的音频设备和元件而设计。A2B的连接通过一条两芯非屏蔽双绞线实现。这大大减轻了重量以及安装难度。两芯A2B接口可以提供供电,网络控制和多通道的双向高品质数字音频。
随着车载语音识别应用的高速增长,A2B模块中通常都包含MEMS麦克风阵列。为了保证产品完美运行,测试结果必须与技术指标对比。更重要的是,阵列中各支麦克风的相对结果也必须评估。本页将为您介绍如何连接A2B麦克风模块和声学测试系统,以及如何通过可靠的品质控制(QC)流程测量重要参数。
A2B接口的技术受专利保护。要访问音频数据,就需要额外设备将A2B数据解码为模拟或AES/EBU数字音频格式。经解码的音频信号(如来自数字MEMS麦克风)即可接入音频分析仪测试。市场上有此类解码设备可供选择,如明导(Mentor)公司的A2B分析仪。它支持编程处理,能完全集成到NTiAudio的麦克风测试系统中。
数据一旦接入音频分析仪,就可以立即对数字MEMS麦克风阵列进行测试。
品质控制测试中涉及的参数和其它大多数麦克风基本一致,如灵敏度,频率响应,失真,信噪比(SNR)等。实验室环境下完整的测试内容有EIN(等效输入噪声),PSR(电源抑制),PSRR(电源抑制比)和动态范围等。
对于所有的绝对测量(单位不是%或dB),数字MEMS麦克风测量结果的单位不同于模拟麦克风。比如模拟麦克风的灵敏度单位是mV/Pa或dBV/Pa,而数字麦克风的单位则为dBFs,它表示“满刻度分贝”,描述的是94dBSPL(1Pa)到被测麦克风最大数字输出间的余量。这个最大输出也是AOP(声学过载点)。
声学vs.数字vs.模拟
要测试A2B模块中包含的多支MEMS麦克风,必须弄清所有MEMS麦克风之间的相对性能。一个典型的参数是“灵敏度跨度”,也就是MEMS麦克风中最大灵敏度和最小灵敏度的差值。
主流MEMS麦克风输出1/2周期的PDM(脉冲密度调制)数字信号。麦克风需要一个时钟输入(CLK),并通过DATA接口输出数据。此外,两支麦克风共用一条数据线。因此,它们分别配置为“左(L)”或“右(R)”麦克风。只需将L/R输入接Vdd或地即可实现。MEMS麦克风供电大多为1.8V或3.3V。
实际运行时,“左”麦克风会在时钟信号的每个上升沿写下一个字节,“右”麦克风则在下降沿。当一支麦克风写数据时,另一支麦克风会将数据输出端置于高阻抗模式。在接收信号的信号处理器中(DSP),左右两个信号再被一起灌入两个信号流中。
两支数字MEMS麦克风工作示意
如果两支麦克风中的一支没有安装或丢失了呢?
只有一支MEMS麦克风正常工作示意
示例中,右麦克风丢失,因此只剩左麦克风在写入数据。在信号下降沿,左麦克风将其数据端口置于高阻抗状态。数据链仍保持之前的状态,这样,对于数据接收端的DSP来说,右麦克风传来的信号和左麦克风完全相同。两条数据流是一样的!测试系统必须能识别这一问题,测试A2B麦克风模块时,检测麦克风丢失是最基本的。
测试A2B麦克风模块的基本系统包括,音频分析仪,明导A2B分析仪及其API,参考扬声器和参考麦克风。系统由计算机软件控制。
A2B测试系统配置
MentorAutomotive公司的A2B分析仪
它提供了连接汽车音频总线的接口,并配置A2B总线及其节点。A2B分析仪完全由NTiAudio的麦克风测试软件控制。
它必须能提供足够的带宽和声压级以满足测试条件。推荐使用同轴扬声器(点声源),避免不一致的声音分布。
它用来测量每次从参考扬声器发出的信号。有了它的帮助,参考扬声器的任何偏差和漂移都能被抵消。
RT-Mic软件是MEMS麦克风阵列产线终端(EOL)测试的理想选择。它设置简单,采用引导式设计帮助你校准,采集参考数据并计算框限。每支麦克风都经测量并与框限对比。总的测试结果将汇总并直接显示。
RT-Mic产线终端测试系统
环境传感器可以记录温度,相对湿度和大气压。
扫描枪可记录待测体序列号。测试转盘则可以用于测量单支MEMS麦克风的指向性。